JPS6287439A - ガラス繊維およびその水性分散液の製造方法 - Google Patents

ガラス繊維およびその水性分散液の製造方法

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JPS6287439A
JPS6287439A JP61225756A JP22575686A JPS6287439A JP S6287439 A JPS6287439 A JP S6287439A JP 61225756 A JP61225756 A JP 61225756A JP 22575686 A JP22575686 A JP 22575686A JP S6287439 A JPS6287439 A JP S6287439A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野] 本発明は水溶液中ですばやく分散しつるチョツプドガラ
ス繊維(chopped glass f’1ber)
を加工するのに良好な加工性を有し、そして良好な強度
を有するガラス繊維含有紙に製造されうる処理されたガ
ラス繊維に関する。
[従来の技術およびその問題点] 溶融ガラスからガラス繊維を製造することには、ガラス
溶融炉中のブッシング(bustling)の小さなオ
リフィスから繊維を細くすることが含まれる。ガラス繊
維は通常、機械的な手段によって細くされ、1または2
以1−のストランド(strand)に集められ、そし
てワインダ−(iyinder)上に連続ストランド(
eont 1nuousstrands)として集めら
れるか、または湿式のチョツプドガラス繊維ストランド
(νet choppedglass fiber 5
trand)として切断して集められる。細くする工程
のあいだおよび多数のガラス繊維を集めて1または2以
上のストランドにする前に、サイジング組成物として知
られている処理組成物(treaNng compos
1口on)は各ガラス繊維に適用(apply)される
。水性サイジング組成物は、とくに繊維がストランドと
して集められるときに、そのガラス繊維をフィラメント
相互の摩耗から保護するために必要である。またサイジ
ング組成物は、ガラス繊維と、補強の目的のために用い
られるガラス繊維におけるマトリックス(IIlatr
ix)とのあいだで相溶性を促進するために用いられつ
る。集められた連続ストランドまたは切断されたストラ
ンドは乾燥され、また湿式の切断されたストランドは湿
った状態でひとまとめにされうる(package)。
その乾燥された連続ガラス繊維ストランドは、切断され
るか、または粗紡糸(roving)を形成するために
他のガラス繊維ストランドと組合せられるか、または連
続ストランドマットまたは織布に作製されうる。このよ
うな工程はガラス繊維の最終用途によって採用される。
ガラス繊維は、単独で用いられたり、紙状シート材料の
製造においては他のタイプの繊維と組合わせて用いられ
ている。とくに合成された、繊維板、パルプおよび複合
紙において、補充繊維(suppleIIlental
 fiber)として用いられている。
また、ガラス繊維はアスベスト繊維でつくられた紙の代
用品であるガラス繊維紙に用途が見出されている。また
、近年、チョツプドガラス繊維および/またはストラン
ドの不織シート状マットは屋根のコケラ板(roorl
ng shingle)やビルドアップφルーフィング
システム(hu!It−ul)roof’lng 5y
steIIl; BURsystem)において、セル
ロースマットのような有機フェルトの代用品としてます
ます利用されつつある。屋根材業界(roof’ing
 1ndustry)におイテ、前記ノヨウナカラス繊
維マットの利用またはさらに拡大されたガラス繊維マッ
トの利用は、ガラス繊維マットのいくつかの長所に基づ
く。これらの長所は、屋根材製品(rooring p
roduct)に必要なアスファルトの量の減少、屋根
(]製品の重さの減少、屋根材製品の製造における作製
速度 (production rate)の向上、すぐれた
耐腐敗性(rot resistance)、さらに長
い寿命、ファイヤー・レイティング(目re rati
ng)の向上である。
これらのタイプの紙、不織シート状マットは通常、チョ
ツプドガラス繊維またはチョツプドガラス繊維ストラン
ドを水溶液中に分散させ、チョツプドガラス繊維および
/またはストランドのマットを形成するという工程で製
造される。
不織シート状マットの製品は、ガラス繊維のマットに高
分子バインダーを接触させることによって製造される。
このようなマットの製造方法の例としては「ウェット・
レイド法」 (wet−1ajd process)がある。
ウェット・レイド法には、混合タンク (mixing tank)内で通常攪拌しながらチョ
ツプド繊維またはチョツプドストランドの水性分散液を
形成することが含まれる。水性分散液は通常スラッシュ
(slush)といわれているが、シリンダーや長網抄
紙機(fourdrinler 111achine)
のような機械、またはステイーブンス・フォーマ−(s
tevens Former)、ロート・フォーマ−(
Roto Former) 、インバー會フォーv −
(InverFormar)、ベルチ・フォーマ−(V
ertj ForIIler)のような技術的にさらに
進歩した機械によってウェット番レイド(wet−1a
id)シート状マットに加工される。そのスラッシュ(
Slush)はヘッドボックスから動いているワイヤー
スクリーン−1!J    − (vlre 5creen) J二1こまたは動いてい
るワイヤーでおおわれているシリンダー(wire−c
overedcylinder)の表面−にに置かれる
。スクリーンまたはシリンダー−■二のスラリーは、通
常吸引および/または真空装置によって水が除去され、
そして高分子バインダーの塗布(app目cat to
n)によって不織シート状マットに加工される。水およ
び過剰のバインダーは吸引および/または真空装置によ
って除去される。バインダーがしみこまされた、不織シ
ート状ガラス繊維マットは乾燥され、1または2以−I
−の炉(oven)中でキュア(cure)される。
ガラス繊維の不織シート状マットの強度は、加工工程お
よび種々の最終用途に適用される不織シート状マットを
製造する速度に充分に耐えなければならない。加えて、
ガラス繊維の仕」−げおよびシート状マットの強度は、
マットをいかなる望ましい形態においてもできればある
一定の期間、凝集性能(coheslve prope
rty)を失なうことなく保管されるマットをうるのに
充分でなければならない。また、シート状マットにおけ
るガラス繊維の仕」−げは、保管されたマット(sto
red 111at)にクラックの発生がなく、または
使用中に大量の静電気が発生することなく最終用途に加
工されるようにしなければならない。
不織シート状マットから種々の最終用途に適用するのに
効率のよい加工性は、シート状マットの強度(stre
ngth properties)およびそのシート状
マットの構造ならびにマットそれ自体におけるガラス繊
維の配列の均一性(homoge、neity)または
均質性(uniformly)に依存する。
また、シート状マットの強度は、そのマットが含有され
た最終使用製品に対して重要である。
たとえば、チョツプドガラス繊維および/またはストラ
ンドのシート状マットがコケラ板やBURシステムのマ
ットのような屋根材製品の製造において用いられるばあ
い、そのシート状マットは、そのシート状マットがこれ
らの最終製品に加工しうるのに充分な強度を持たなけれ
ばならない。屋根材業界においては、これらの製品には
さらに大きな強度が求められており、とくにシート状マ
ットの乾燥引張り強度および引裂き強度が求められてい
る。
チョツプドガラス繊維および/またはストランドの不織
シー1・状マットにおけるチョツプドガラス繊維および
/またはストランドの配列の均質性がマットおよび最終
製品の強度に寄与する。水性分散液からチョツプドガラ
ス繊維および/またはストランドの均質なマ・ソトを製
造する際に存在するひとつの問題は、ガラス繊維か水性
媒体に容易に分散しないということである。
ガラス繊維の分散におけるこの困難は、はじめにガラス
繊維を水に加えるときにおこる。その分散性は、さらに
水性媒体中にいく分かの散乱したガラス繊維がある程度
ふたたびかたまる傾向によってさらに複雑にされている
。ふたたびかたまったガラス繊維をふたたび分散させる
のは非常に困難である。水性媒体におけるガラス繊維の
良好な分散性の欠除は、均質なマ・ソトの形成に阻害を
及ぼし、そしてそのえられたシート状マットまたはマッ
トを含む最終製品の強度にわるい影響を与える。
近年、ピーピージー・インダストリーズ・インコーホレ
ーテッドから市販されているスラッシュまたはスラリー
からチョツプドガラス繊維のマットを製造するためのガ
ラス繊維製品は、優れた分散性を有し、前述のガラス繊
維紙の製造工程においてよい結果をもたらしている。我
々の研究はこの分野においてさらに優れたガラス繊維を
開発するために続けられている。ガラス繊維紙製造工業
はチョツプドガラス繊維マツ]・の重さをさらに軽くす
るためにそしてガラス繊維紙製品においてさらに引張り
強度を大きくするために、さらに高い乾燥温度を必要と
する、さらに速いラインスピードの工程に努力を払って
いる。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、切断されうる束のかたちにある、繊維
相互間の摩耗から充分に保護された化学的に処理された
ガラス繊維を提供することであり、そしてそれと同時に
良好な分散性をもち、水性媒体中の化学処理組成物の保
持力が良好で、良好な強度をもった不織シート状マット
に加工されるチョツプドガラス繊維および/またはスト
ランドの水性分散液を製造するのに有用な化学的に処理
されたガラス繊維を提供することである。
本発明のさらなる目的は、マットそれ自体、またはマッ
トをBIIRシステムやコケラ板のような屋根材製品お
よび床板のための基材(leaseIIlateria
l)などの最終製品に良好な加工性を付与するような1
種または2F1以上の高分子バインダーを含んだ、良好
な湿潤強度、良好な乾燥強度(dry−strengt
h properties)および/または良好な引裂
き強度のような良好な強度を有する不織シート状マット
を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] したがって、前記した目的または以下の記載から導かれ
る他の目的は、本発明によって達成される。
すなわち、本発明は (a)フィルムの形成に有効な分子量をもつ水溶性、分
散性または乳化性ポリオキシエチレン重合体、(b)水
溶性、分散性または乳化性のアルデヒド縮合物と反応し
うる、白水と混和しうる有効量の高分子剤、 (c)アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤およびシ
ランカップリング剤が樹脂状物質の存在下で互いに、そ
してアルデヒド縮合物の樹脂状材料と結合するという相
互作用を呈しうるものであるアルデヒド縮合物と反応し
つるオルガノシランカップリング剤、 曲カチオン潤滑剤および (e)水性化学処理組成物をガラス繊維に適用するのに
有効な量のキャリヤからなる化学処理組成物で処理され
たガラス繊維、その水性分散液およびそのガラス繊維の
不織布に関する。
[作用および実施例] 本発明の処理されたガラス繊維は、任意の方法でガラス
繊維に適用される水性処理組成物で処置されている。本
発明の処理されたガラス繊維は1または2以上の水溶性
、分散性および/または乳化性のカチオン性潤滑剤;1
または2以上の膜を形成するのに有効な分子量をaする
水溶性ポリオキシエチレン重合体;水溶性、乳化性また
は分散性のアルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤(a
ldebyde−condonsatc−rcaeta
ble。
polyieric agent)  ; 1または2
以上のアルデヒド縮合物と反応しうるカップリング剤(
aldehyde−condensate−react
ablo couplingagent)およびキャリ
ヤ(carrlor)からなる。制滑剤には1または2
以−1−の第一アミン、第三アミンおよび/または第三
アミンが含まれる。アルデヒド縮合物と反応しうる高分
子剤は、白水系と相溶しうる有効計のポリアクリルアミ
ド、ポリアミドおよびこれらの混合物のような重合体で
ある。1または2以上のアルデヒド縮合物と反応しうる
カップリング剤は、有機または無機極性部分(pola
r runctlonal moiety)を何し、ア
ルコキシル化アミノオルガノシラン、ポリアミノオルガ
ノシラン、メルカプトオルガノシラン、ウレイドオルガ
ノシランのようなカップリング剤である。アルデヒド縮
合物と反応しうる、高分子剤およびカップリング剤は双
方とも互いに反応することができ、アルデヒド縮合物の
存在下ではアルデヒド縮合物とも反応しうる。たとえば
水のようなキャリヤは、処理組成物がガラス繊維と接触
しかつガラス繊維を彼覆すのに充分な量で存在する。
束(bundle)および/またはストランドのかたち
にある、処理されたガラス繊維は、強熱原料(!、01
)基準で約0.O1〜約1.5重量%またはそれ以−L
の範囲の処理組成物の量をもっことができる。処理され
たガラス繊維は、連続ガラス繊維ストランドまたはチョ
ツプドガラス繊維ストランドのような任意のかたちにで
き、これらは湿式チョツプドガラス繊維または乾式チョ
ツプドガラス繊維として製造される。チョツプド処理ガ
ラス繊維ストランドを水性媒体に分散したばあい、1ま
たは2以上の分散剤を含む分散系の該水性媒体への付加
は必要ではない。しかしながら、もし必要であるなら、
これらの分散剤を使用することができる。なぜなら、処
理されたガラス繊維は、分散剤の機能に阻害を及ぼさな
いからである。
本発明の第2の特徴は、チョツプド処理ガラス繊維およ
び/またはストランドの水性分散液の製造方法である。
本発明の第3の特徴は、ワイヤースクリーンまたはシリ
ンダー」二に存在する水性分散液からいくらかの水を除
去することによってそのような分散液から製造される不
織シート状ガラス繊維含有マットである。ガラス繊維含
有マットは、Aクラスのファイヤーレイティング(c1
ass A f’lre rating)および良好な
耐腐敗性に加えて良好な強度が要求される、屋根材製品
、床製品、その他の製品における基材、または補強層と
して有用となる湿潤引張り強度、乾燥引張り強度および
引裂き強度のような良好な強度性能をもつ不織シート状
マットを作製するために1または2以−にのアルデヒド
縮合高置子バインダーと接触せられる。
本発明の処理組成物は、連続ガラス繊維ストランド(c
ontinuous glass f’1ber 5t
rands)をつるためにガラス繊維を集めるときにま
たはチョツプドガラス繊維および/またはストランドの
かたちにするときにガラス繊維に良好な保護機能を与え
る。以下、本明細書および特許請求の範囲においては繊
維(f’1ber)およびストランドはともに集合的な
繊維を意味する。本発明のチョツプド処理ガラス繊維は
、水性媒体または白水系中でたとい分散剤がなくとも良
好に分散されうる。ガラス繊維の不織シート状マットを
製造するかまたは使用する際に、マットを屋根板や他の
屋根用の製品または床用の製品などの最終用途製品にす
る工程で良好な強度が要求される。これら最終製品に対
してはある特性が必要である。これらの特性には良好な
引裂き強度、良好な柔軟性(flexlbi11ty)
ならびに良好な混晶、乾燥および熱湿潤引張り強度の1
または2以」−が含まれる。
本発明の処理されたガラス繊維、水性分散液およびガラ
ス繊維含有不織シート状マットを用いると前記特性の全
部でなくても大多数がよい値を呈することが屋出された
。この領域において、良好な特性をうることをなしえた
のは、ガラス繊維」−に処理組成物をつくる化学成分の
相乗効果、化学処理組成物とガラス繊維の表面とのあい
だの相互関係(Interrelatlonshlp)
およびガラス繊維表面上の処理剤と不織シート状マット
製造に用いられる重合体バインダーとのあいだの相互関
係の結果である。
本明細書および特許請求の範囲において、下記で定義さ
れた語は以下の意味をもつ。「ポリオキシエチレン重合
体フィルムを形成する有効分子量」とは、ポリオキシエ
チレン重合体それ自体で固体または液体の総合フィルム (coalesced and Intograted
 f11m)を形成することができ、かつ繊維のように
曲がった表面」−に該フィルムを全体的にまたは少なく
とも連続フィルムに近いかたちに保つことのできる分子
量のことである。
「白水系」とは、ガラス繊維が分散されている水溶液で
あって、多数の分散剤、増粘剤、柔軟剤または硬化剤を
含むことのできるものである。種々の白水系の例として
は、ダウケミカル社(Dow Chemical Co
[l1pany)から入手しうるセパラン(Separ
an)重合体のようなポリアクリルアミド系重合体を有
する水溶液単独または高物質濃度(IIlateria
l concentration)で高粘度の水溶液を
つくるために助剤を懸濁させた前記ポリアクリルアミド
とヒドロキシエチルセルロースなどを含む水溶液がある
。また、「白水系」には、米国特許第4,179.33
1号明細書に開示されているような多数のアミンオキシ
ド界面活性剤を有するものも含まれる。ポリアクリルア
ミド類の例は、米国特許第4,395.306号明細書
に開示されているものがある。白水系に存在するポリア
クリルアミド類やアミンオキシド類のような化学薬品に
加えて、米国特許第4.285,704号明細書に開示
されているような脂肪酸類とポリエチレンボリアミン類
のアミド縮合物のポリエトキシル化誘導体のような界面
活性剤を少量存在させることもできる。また、数多くの
他の化学薬品を当業者に知られている白水系に加えるこ
ともできる。
「白水系と混和しうる有効量Jとは、ガラス繊維上でア
ルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤の量のことであっ
て、白水系にアルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤を
混和したときに最終ガラス繊維製品の引張り強度に悪影
響を及ぼさない程度のある特定のアルデヒド縮合物と反
応しうる高分子剤の総量のことである。
ガラス繊維上に存在するポリオキシエチレン重合体は、
当業者に知られている任意の方法で水溶液の粘度をはか
ったときに粘度平均分子量(以下、Mvという)が10
0,000以]二であるフィルムを形成する有効分子量
をもつ水溶性、分散性または乳化性のポリオキシエチレ
ンである。
ポリオキシエチレン重合体の分子量の上限は、水溶液中
のポリオキシエチレン重合体の溶解性。
分散性または乳化性における実用上の限界である。好ま
しくは、重量平均分子量(My)は約eoo、ooo〜
約5.000,000であり、もっとも好ましくは、約
9011.000である。該分子量の上限は、より大き
な分子量のポリオキシエチレン重合体の使用による水性
化学処理組成物の粘度の増加に起因する実用上の限界を
もつ。ガラス繊維を水性化学処理組成物で処理する際に
は、該水性化学処理組成物の粘度を室温で40〜50c
Pよりも大きくすべきでない。化学処理組成物が溶液と
いうよりむしろゲル状であるばあい、該処理組成物はよ
り高い粘度をもっことができ、分子量がより大きいポリ
オキシエチレン重合体を用いることができる。ポリオキ
シエチレン重合体のガラス転移温度は、100.000
をこえる分散量のものに対しては約−20℃未満、好ま
しくは約−50〜−70℃である。ポリオキシエチレン
重合体の分子[tMvが約100.000未満であり、
これを水性化学処理組成物中で用いるばあい、添加剤を
該水性化学処理組成物に加えるべきである。
これらの成分は、水分を減少した(IIloistur
ereduction)のうえで水性化学処理組成物か
ら合着しくcoalesce)、そして完全(Inte
gral)なフィルムをつくり、該組成物中の他の成分
のいかなる可塑化効果(plastlclzlng e
f’l’ect)をも減少させるであろう。これらの目
的を達成するために当業者によって知られているいかな
る添加剤を用いることができる。
使用することのできるポリオキシエチレン重合体は、ユ
ニオン・カーバイド(Unlon Carblde)社
から市販されている商品名ポリオックス(POLYOX
)樹脂で、分子量900,000(7)WSI?−11
05まタハ分−11800,000(7)WSR−11
05、または分子量400 、00017) WSRN
−3、000テある。溶液の粘度は、25℃でNo、1
液体比重計(浮秤) (No、I 5pindle)を
用いて回転数5(IrpL11で決定することができる
ポリオックス樹脂はノニオン性でかつ熱可塑性の水溶性
樹脂であり、一般式−(0−CI12Cf12)n−(
式中、nは重合度であり、約2.000〜約100.0
00である)で示されるものと共通の構造を有する分子
量44の繰返し単位を有する該重合体は数平均分子量(
以下、Mnという)で約100.000〜約5,000
,000の範囲に該当する分子量をもつ。これらの材料
は、室温においては固体であり、広いかまたは狭いかの
いずれかの分子量分布をもつことができる。その外観性
状は白色粉末で、usnsふるい(USBS 5iev
e)No、20を通過する粒径を有するものを98重量
%以上含んでいる。また、これらは融点二65℃(結晶
X線)、加熱減量:アルカリ土類金属で1重量%未満、
カルシウムオキシドで0.5重量%、粉末の充填密度:
24ポンド/立方フイート(d7,2kg/コ)、そし
てpHニア〜10をもつ。本発明のガラス繊維を処理す
るための水性化学処理組成物中に存在するポリオキシエ
チレン重合体の量は、水性化学処理組成物の固形分の約
30重量%よりも多い量であり、好ましくは固形分の優
勢量(predominant amount)である
0水性化学処理組成物中の該量の上限は、25℃で粘度
が約40〜50cPよりも大きく増加しない量である。
さらに、ポリオキシエチレン重合体はポリオキシエチレ
ン単独重合体またはごく少量のポリオキシプロピレンの
繰返し単位をもちつる。該ポリオキシエチレン重合体を
当業者によって知られているいかなる方法で水中に分散
させることができる。
また、ポリ(ビニルアルコール)を、前記した分子量の
ポリオキシエチレンとともに水性化学処理組成物中に存
在させることもできる。存在するポリ(ビニルアルコー
ル)の量は、存在するポリオキシエチレンを考慮しまた
はその考慮をしないでフィルムを形成する有効量である
さらに、水性化学処理組成物は1または2以上のアルデ
ヒド縮合物と反応しうる高分子剤を有する。これらの高
分子剤は、アルデヒド縮合物と反応しうるカップリング
剤および紙のバインダーとして用いられるアルデヒド縮
合物樹脂状材料(aldehyde−condensa
te 、reslnousmaterlal)と相互作
用結合(1ntoraetlonbonding)する
ことができるものである。典型的な紙のバインダーとし
ては、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒ
ド、フェノールホルムアルデヒド、エピクロルヒドリン
樹脂、アミノ樹脂、これらのアニオンまたはカチオン性
の変性体またはこれらの混合物がある。これらの樹脂状
材料は未反応のホルムアルデヒドまたはアルデヒド供与
体またはバラホルムアルデヒドヘキサメチレンテトラミ
ンなどのようなメチレン供与体および尿素ホルムアルデ
ヒドのN−メチロール基のようなメチロール基を有して
いる。アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤は過剰ア
ルデヒド、メチレン供与体またはホルムアルデヒドおよ
びメチロール基と反応しうる。
これらの反応は、2分子反応および/またはメチレン尿
素形成(f’ormation)反応および重合反応を
介してメチレン結合またはメチレンとエーテルの結合を
形成するような反応である。
これらの高分子剤の例としては、ポリアクリルアミドお
よび/またはポリアミドがあり、前者ポリアクリルアミ
ドは尿素ホルムアルデヒドと共有結合することができる
ものであり、一方後者ポリアミドは、尿素ホルムアルデ
ヒドと水素結合反応(nytrogen bond r
eaction) L、うるものである。用いられるア
ルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤は、紙のバインダ
ーのアルデヒド縮合物樹脂状材料と相互作用結合性 (interaction bondlng capa
b11lty)のみならず分散されるべきガラス繊維を
含む白色系の組成によって決定される。もし、白水系が
ポリアクリルアミドの混和しない@ (I nco[l
1pat I旧θaHount)を有するのなら、ポリ
アミドはアルデヒド縮合物、とくに尿素ホルムアルデヒ
ドと反応しうる高分子剤として用いられる。もし、白水
系がいかなるポリアクリルアミドを含まないのなら、ポ
リアクリルアミドおよび/またはポリアミドはアルデヒ
ド縮合物と反応しうる高分子剤として水性化学処理組成
物中に用いられうる。もし、白水系がポリアミドを含ん
でいるのなら、ポリアクリルアミドおよび/またはポリ
アミドは水性化学処理組成物中に用いられうる。
ポリアクリルアミドはポリアミドよりも尿素ホルムアル
デヒドのようなアルデヒド縮合物に対して強攻応性の高
分子剤である。したがって、ポリアクリルアミドの口と
比較してより多くの漬のポリアミドは白水系に耐えなけ
ればならない。ガラス繊維上に存在するポリアクリルア
ミドの量と白水中で懸濁剤として用いられるポリアクリ
ルアミドの量を組合せた白水系中のポリアクリルアミド
の総量は水性化学処理組成物の固形分の約20重量%を
こえてはならない。
水性化学処理組成物中に用いられうるポリアクリルアミ
ドの例としては式−C112ClCONH2を有するポ
リアクリルアミド類があげられる。ポリアクリルアミド
類はアニオン性のものからカチオン性のものまでとりう
る。ポリアクリルアミドは、水溶性、分散性または乳化
性のものでなければならず、通常、水ですばやく濡れ、
あらゆる比率においても溶解されうる。ポリアクリルア
ミドの濃度が高い溶液は、水性化学処理組成物の粘度を
きわめて高いレベルにまで増加させることができる。ポ
リアクリルアミドの例としては、ダウ・ケミカル社から
入手しうるわずかにアニオン性を呈し、分子mが500
.000である商品名ストレングス9レジン(Stre
ngthResin)があげられる。水性化学処理組成
物に用いられつるポリアミド樹脂の例としては、ジョー
シア州、アトランタにあるジョーシア中パシフィック社
(Georgla Pact目c CoIIpany)
樹脂部門(Resin Dvirslon)から入手し
うる商品名GP2925があげられる。このポリアミド
は、20〜20.5%の固形分、140〜200cSt
の粘度、1.04〜1.05の比重、1ガロンあたり 
8.7ボンドの重さ、25℃における6、9〜7.3の
pn、100℃の沸点、沸点までに至らない引火点およ
び25℃における6力月の貯蔵寿命を有するこはく色の
酸体である。さらに該ポリアミド樹脂は、ごく僅かのフ
リー争エピクロロヒドリン(freeepichlor
ohydrln)を含んでいてもよい。
ポリアクリルアミドの徴は、ポリアクリルアミド樹脂を
ほとんど含まないかまたは全く含まない白水系に対して
水性化学処理組成物の固形分の約2〜約10重量%であ
るのが好ましく、約4〜約8重量%であるのがもっとも
好ましい。
すでにポリアクリルアミド樹脂を多量に含んでいる白水
系に対してはアルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤は
、水性化学処理組成物中で該水性化学処理組成物の固形
分の約1〜約50重量%の範囲の量を有するポリアミド
である。ポリアミドが多量であるとガラス繊維紙製品の
引張り強度によくない影響を与えるようである。ポリア
ミド樹脂またはポリアクリルアミド樹脂を水溶液中に位
置づけたり、分散したり、乳化する方法としては、当業
者によって知られているいかなる方法を用いることがで
きる。
水性化学処理組成物にはまた、アルコキシル化ガンマア
ミノアルキルトリアルコキシシラン、ポリアミノオルガ
ノシラン、メルカブトファンクショナルオルガノシラン
類(mercapt。
f’unctlonal organo 5ilane
s)およびウレイド−ファンクショナルオルガノシラン
類(ureldo−functjonal organ
o 511anes)などのアルデヒド縮合物と反応し
うるオルガノシランカップリング剤が存在する。これら
のオルガノシランカップリング剤は加水分解していない
、または加水分解したかたち、シラノールのかたち、ま
たはシロキサン高分子のかたちでありうる。これらのオ
ルガノファンクショナルシランカップリング剤の有機部
分は炭素数8未満の低級アルキルまたは脂肪族炭化水素
からえらばれた2官能性オルガノラジカルである。オル
ガノファンクショナルシランカップリング剤中の酸素と
結合した有機基は同じかまたは異なっていてもよく、炭
素数8未満、好ましくは5未満の低級アルキル基または
脂肪族炭化水素からえらばれた有機部分である。尿素ホ
ルムアルデヒドと反応しうるオルガノシランカップリン
グ剤としてはたとえば、ガンマアミノプロピルトリエト
キシシラン、ユニオンカーバイド社から市販されている
商品名A−1108のようなエトキシル化ガンマアミノ
プロピルトリエトキシシラン、N−ベータ(アミノエチ
ル)ガンマアミノプロピルトリエトキシシラン(A−1
120)のようなポリアミノオルガノファンクショナル
シランカップリング剤、ポリアミノオルガノシランカッ
プリング剤であるユニオンカーバイド社から入手しうる
材料(A−1130)、商品名A−1160として入手
しうる式82 NC0N11C3Ha 81 (OC2
N5 )3をもつウレイドシランの50%メタノール溶
液などがあげられる。他のタイプのオルガノシランカッ
プリング剤の存在は必要ではない。なぜなら、1または
2以上のアルデヒド縮合物と反応しうるオルガノファン
クショナルシランカップリング剤は、適切な性能を与え
るからである。さらに違ったタイプのオルガノシランカ
ップリング剤を加えることは、はとんどさらに特別の利
益を与えない。水性化学処理組成物中に存在するアルデ
ヒド縮合物と反応しうるオルガノシランカップリング剤
の量は、アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤のタイ
プに依頼する。照尺応しうる高分子剤がポリアクリルア
ミドであるばあい、水性化学処理組成物はより少量のア
ルデヒド縮合物と反応し−43一 つるオルガノシランカップリング剤を有することができ
る。いっぽう、高分子剤がポリアミドであるばあい、該
水性化学処理組成物はより多量のアルデヒド縮合物と反
応しうるオルガノシランカップリング剤を有する。アル
デヒド縮合物と反応しうるシランカップリング剤の混合
物もまた用いられうる。水性化学処理組成物中に存在す
るポリアクリルアミドを用いてオルガノシランカップリ
ング剤の徴は、水性化学処理組成物の固形分の約30重
量%にまでされうる。ポリアミドが水性化学処理組成物
中に存在するばあい、オルガノシランカップリング剤を
水性化学処理組成物の固形分の約50重量%まで存在さ
せうる。
本発明の処理組成物は、1または2以上の第一級、第二
級および/または第三級アミン部分をもつ、1または2
以」二の水溶性、分散性または乳化性カチオン潤滑剤界
面活性剤を有する。
カチオン性制滑界面活性剤の例としてはN−アルキルト
リメチレンジアミン、2−アルキル−2−イミダゾリン
または1−(2−アミノエチル)−2−アルキル−2−
イミダゾリンのような脂肪族モノ、ジおよびポリアミン
があげられ、これらはそれぞれツヤアルキル(soya
 alkyl)、タローアルキル(ta11ow al
kyl)、ココアルキル(coco alkyl)、9
−オクタデシル、またはこれらの混合物、ヘプタデセニ
ル、ウンデシル、ヘプタデシル、ノニルまたはこれらア
ルキルの混合物をもち、これらの化合物は水溶性、分散
性または乳化性である。また、アミンオキシド、ポリオ
キシアルキレンアルキルアミン類、1−(2−ヒドロキ
シアルキル)−2−アルキル−2−イミダゾリン類、2
−ヒドロキシルアルキル−2−イミダゾリン、MSN。
N′,N′−テトラキス置換アルキレンジアミン誘導体
、ロジン誘導アミン類(rosin derlveda
tlnes)を用いることもできる。これらの化合物の
アルキル基はセチル、ラウリル、ミリスチル、ステアリ
ル、ココ、加水分解されたタロー、ヘキサデシル、タロ
ーオクタデシル、ポリアルキレンのようなアルキル基、
脂肪族モノアミンおよび樹脂モノアミンであり、該アル
キレンはエチレンまたは約8〜約22の炭素原子をもつ
等価のアルキル基、大豆油および大豆である。他の有用
なカチオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンア
ルキルおよび脂環式アミンがあげられ、前記したアルキ
ル基および任意の公知の脂環基が用いられうる。これら
のカチオン性材料はキルク(旧rk)およびオスマー(
Othmer)著、[エンサイクロペディア彎オブーケ
ミカルφテクノロジー(Encyclopodla o
l’ Che[IlicalTechnology) 
J  19巻、554〜563頁、ジ・インターサイエ
ンス・エンザイクロペディア社(The Inters
clence Encyclopedia Inc、)
、にューヨーク州)に詳述されている。これらのカチオ
ン性材料には、ポリオキシエチレン直鎖アルキルアミン
類およびポリオキシエチレンジヒドロアビエチルアミン
類のようなものが含まれる。また、これらの有用なもの
としてはカルボン酸類;とジまたはポリアミン、ジアル
キレンアミン類またはポリアルキレン類;およびこれら
のポリアルコキシル化誘導体の縮合反応生成物である。
カチオン性界面活性剤のとくに有益な種類(class
)は、アルキルイミダゾリン誘導体である潤滑カチオン
性界面活性剤であり、これには脂肪酸類またはカルボン
酸類を閉環させる条件下でポリアルキレンポリアミンと
反応させて形成されるn−アルキル−N−アミド−アル
キルイミダゾリン類が含まれる。テトラエチレンペンタ
ミンとステアリン酸の反応がそのような反応の典型であ
る。これらのイミダゾリン類は米国特許第2,200,
815号明細書に詳述され、また他のイミダゾリン類は
米国特許第2,287,%5号明細書、第2.2B8.
273号明細書および第2.35L887号明細書に記
載されている。もっとも有用なカチオン性潤滑界面活性
剤は、ニューシャーシー州、リントバーストにあるリン
ダルケミカル社(Lyndal Chemical C
o、)から入手しつるブランドネーム(b rand 
name)カチオン−Xソフトナー(cation−X
 5oftener)である〇処理組成物中のカチオン
性界面活性剤の量は、水性処理組成物の固形分の約5〜
約30重量%の範囲内である。カチオン性界面活性剤の
Wは、この範囲内でカチオン性界面活性剤中に存在する
カチオン性基の数やタイプによって変化する。
カチオン性潤滑界面活性剤の量は、好ましくは該組成物
の固形分の約10〜約20重■%の範囲である。
前記した化合物に加えて本発明の処理組成物には、水性
媒体中に分散されるべきガラス繊維を処理するための水
性処理組成物に含めることが有用であることが知られて
いるどのような化合物を含めてもよい。これらの例とし
ては付加膜(additional f11+n)を形
成するポリマー、潤滑剤、酸化防止剤、殺菌剤などがあ
げられる。
好ましくは、でんぷん類およびアミドおよびアミン基が
本発明において用いられていない第一級、第二級または
これらの混合物である尿素またはモノアミド類、ジアミ
ド類、アミン含有アミド類、カルバミドおよびこれらの
誘導体のような水溶性または分散性の非高分子 (nonpolyI11erie)アミド化合物である
。これらの化合物を組成物に加えても、その組成物に対
していかなる付加機能(additional fun
ction)をもたらさないし、またいかなる付加的利
益(additional beneNt)ももたらさ
ない。
また、本発明の処理組成物には、液体のキャリヤが存在
し、該キャリヤとしては、処理組成物を水性処理組成物
にする水が好ましい。水性処理組成物中に存在する水の
量は、水性処理組成物の粘度がプラスフィラメントに適
用するのに有効なレベル内にある総置形含量を処理組成
物に与えるのに必要な量、すなわち、60℃またはそれ
未満で約0,6〜約50cPの粘度をもつ組成物にする
量である。とくに水性処理組成物中に存在する水の量は
、水性処理組成物の約1〜約25重間%、好ましくは約
2〜約10重量%の範囲の水性化学処理組成物の固形分
(非含水)を与えるのに充分な量である。
本発明の処理組成物はガラス繊維に適用される水性処理
組成物を調製する当業者によって知られているいかなる
方法によっておよびいかなる装置を用いても調製するこ
とができる。たとえば、化合物を水に連続的にまたは一
度に加えることもできるし、またいかなる順番で加える
こともできる。
水性処理組成物は当業者によって知られている方法で製
造される任意のガラス繊維にも適用されうる。たとえば
ガラス繊維は、Eガラス、621ガラスまたはより環境
的に許容しうる(enviroaenta11y ac
ceptablo)これらの誘導体およびrAJガラス
、rcJガラス、rSJガラスのような他のタイプのも
のとして知られているバッチ組成物(thatch c
oIIlposition)から直接または間接溶融操
作(moltlng operations)を経由し
て機械的に細くする(a+echan1calatte
nuat ton)ことなどによって製造することがで
きる。ガラス繊維ストランドの製造においては、ストラ
ンドをつくるガラス繊維のフィラメントの直径は約3〜
約20加またはそれより太きい、好ましくは約9〜約1
8.のあいたで変化させることができる。水性処理組成
物は、ガラス繊維を製造したあとで、および細くすると
きに、ベルトアプリケーター、ロールアプリケーターま
たは液体をガラス繊維に接触させることのできるアプリ
ケーターのいかなるタイプのアプリケーターによっても
ガラス繊維に適用することができる。ガラス繊維に適用
される水性処理組成物の量は、処理されたガラス繊維ス
トランド上の処理組成物が少なくとも部分的または断続
的なコーティング(coating)を与えるのに充分
な指か、処理されたガラス繊維ストランドの約0、旧〜
約5重量%である。処理されたガラス繊維は繊維として
直接切断され、あるいは1または2以上のガラス繊維ス
トランドに集められ切断されうる。ここで繊維またはス
トランドは、処理組成物を適用した後、ガラス繊維をつ
くる工程で切断される。切断された長さは、約1116
インチ(1.59mm)〜約3インチ(78.2+nm
)、より好ましくは約1/2インチ(12,7+nm)
〜約1インチ(25,4m+n)のあいたで調整される
。このような工程は湿式切断工程(wet cl+op
 process)として業界においてごく一般に行な
われている。湿式切断されたガラス繊維−lユの水分(
molsture)の量は普通、処理された繊維の約2
0重量%までの範囲、好ましくは約15重量%まで、も
っとも好ましくは約9〜約15重量%のあいだである。
ガラス繊維はまた湿式切断工程のように、処理され、そ
して集められてストランドにされうるが、連続ガラス繊
維ストランドとして繊維を集めてパッケージをつくり、
続いて遠隔湿式切断工程(remote wet ch
op process)で切断するか、または乾燥した
後、乾式切断工程(dry chopprocess)
で直接湿式切断工程で切断したものと同じ長さに切断す
ることもできる。
処理されたガラス繊維の水性分散液は、単に所望の長さ
の湿式または乾式のチョツプドガラス繊維を1かま分の
水(a batch of water)に入れて分散
助剤を入れるかまたは入れないで通常攪拌しおよび/ま
たは乱流(turbulence)をおこして、ウェッ
ト・レイド工程または抄紙工程(paper maki
ng process)に用いられるガラス繊維の分散
液がつくられる。水性分散液中の切断された処理ガラス
繊維の量は、水性分散液の約0、OI〜約5重量%、好
ましくは、09吋〜約3重量%の範囲をとりうる。本発
明の処理されたガラス繊維は、分散助剤なしで使用する
ことができるが、どのような公知の分散助剤も切断され
た本発明の処理されたガラス繊維とともに用いることが
できる。使用しうろこのような分散助剤の例としてはG
AP社(GAP Corporation)からVP5
32のような商品名「カタポール」(Katapol)
で入手しつるポリオキシエチル化タローアミノ分散剤が
あげられ、該分散助剤は単独またはヒドロキシアルキル
セルロースおよび/またはカルボキシアルキルセルロー
ス、とりわけヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロ
キシメチルセルロースとパーキュリーズ社(Hercu
les、 Inc)から入手しうる商品名ナトラソール
(Natrasol)のような溶解性または分散性の塩
やダウケミカルン1などから入手しうる[セパラン(S
eparan) AP 273Jのような他の分散剤と
ともに用いられる。本発明のチョツプドガラス繊維スト
ランドとともに用いうる分散剤の例としては、ダイアモ
ンド争シャムロ・ツクケミカフ1社(Dlamond−
8bamrock Cbemlcal Con+pan
y)から入手しうる商品名「ノプコスバース」 (Nopcosperese)、とりわけ「ノプコスパ
ース」FFDプロダクl−(”Nopcosperes
e”FPD product)の分散剤があげられる。
ノプコスパースPPDプロダクトとは、水分散性鉱油中
のアルキルアミノ脂肪酸アミドまたはアミンの第四級ア
ルキル硫酸塩と無機シリカ消泡剤との混合物である。
用いる分散剤の他の例としては、商品名「アーコード(
^rquad) 211T−7fiJなどとして入手し
うる第四級アンモニウム化合物があげられる。また、商
品名アーコードやアクリワット (AIlquat)として入手しうるちの、アミンオキ
シドと変成されたグアゴム(derivatized 
guargui+)の混合物、およびグアゴムとイソス
テアリツクアミド(jsostearlc amide
)の混合物のような第四級アンモニウム界面活性剤を使
うこともできる。また、アミンオキシドやポリアクリル
アミド懸濁化剤を用いることもできる。
処理されたチョツプドガラス繊維の不織シート状マット
は当業者によって知られている方法および当業者によっ
て知られている装置を用いてつくることができる。たと
えば手すきの方法(hand mold Inetho
d)や装置を用いることができ、長網式抄紙機や円網式
抄紙機もまた用いることができる。また、ペロイト社(
BeloitCorporat ton)製のスティブ
ンスフォーマ−(Steves former) 、サ
ンディヒル社(Sandy1111l Corpora
tion)製のロートフォーマ−(Rotof’orm
ar)、ベロイト社製のインバーフォーマ−(lnve
r forager)およびブラッククラウソンカンパ
= −(Black C1avson Coo+pan
y)製のベルティフォーマ−(Vertifor+++
er)として知られている機械はすべて本発明のマット
を作製するのに用いられうる。ウェット争レイド法にお
いて=   55  − は、ガラス繊維の水性分散液は、白水によって希釈され
、任意の前記の機械のヘッドボックス(head bo
x)へ入れられる。白水は、水性分散液と同じ分散剤を
含む水であり、不織マットの製造工程におけるコレクシ
ョンポイント (co11ection polnt)の点から新しく
および/または再循環させられる。ヘッドボックスから
の水性分散液は、スクリーンまたはシリンダー」二に配
置され、いくらかの水は普通、真空または吸引装置で取
去される。充分な水が取除された後、高分子バインダー
がマット上に適用され、余分のバインダーは通常、真空
または吸引手段で取り去される。バインダー含有マット
は乾燥され、1または2以上の炉でキュア(cure)
され、不織シート状マットが作製される。マットは、通
常、数百〜1000ボンド(454kg)までの重さの
大きなロールに集められる。
シート状マットをつくるのに用いられる高分子バインダ
ーは、尿素ホルムアルデヒドのようなアルデヒド縮合物
樹脂のような樹脂、商品名「キメン(Kya+ene)
 557FIJとしてパーキュリーズ社から市販されて
いるカチオンポリアミドエピクロルヒドリンのような樹
脂、゛商品名「キメン(Kymene)8B2 Jおよ
び「キメン(kymene)917 Jとしてパーキュ
リーズ社から入手しうるカチオン性尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂のようないわゆる「耐湿J  (wet st
rength)樹脂のいかなるものをも使用しうる。ま
た、メラミン−ホルムアルデヒド型樹脂(IIlela
mine−formaldehydetype res
ins) 、フェノールホルムアルデヒド型樹脂(ph
enol rormaldehyde type re
sln)Sレゾルシノールホルムアルデヒド型樹脂 (resorcinol formaldehyde 
type reslns) 、重合性多官能性N−メチ
ロール化合物とくにジメチロール尿素のようなN−メチ
ロール尿素、N−メメロールメラミン型樹脂、当業者に
よって知られている他のアミノ樹脂も用いうる。用いう
る他の樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルアセテート、アクリル系重合体および共重合体がある
。また、尿素ホルムアルデヒドまたはメラミン−ホルム
アルデヒド樹脂をスチレン−ブタジェン共重合体ラテッ
クスと他のラテックスおよび/またはアクリル系重合体
またはアクリルアミドのような共重合体と混合した樹脂
の混合物を用いることができる。不織シート状マット製
品に用いられるバインダーの量は、未加工(unrin
lshod)のマットの約3〜約45重量%、好ましく
は約10〜30重量%である。もしバインダーの量が多
すぎれば、マットの気孔率(porosity)に不利
な影響を及ぼし、もしバインダーの量が少なすぎれば、
マットの保全に不利な影響を与える。バインダーを適用
した後、バインダー含有ガラス繊維マットを乾燥し、バ
インダーを固定またはキュアする。これはドライヤー(
drler)や当業者に用いられている1または2以上
の乾燥装置を用いてなされる。
本発明の不織シート状ガラス繊維マットは、屋根板(s
hingle)のなかのフェルトの代替物としての使用
に、アスファルト防水屋根システム(bu11t−up
 roof’log (BUR) 5ysteIIl)
における使用に、そして床材においてバッキング材およ
び基材としての使用に適している。これらの適用におい
ては、高分子バインダーを有するマットは確実な強度性
能を持っていなければならない。
これらの強度性能は、高分子バインダーを有するマット
の乾燥引張り強度、湿潤引張り強度、高温湿側引張り強
度および引裂き強度によって測定される。良好なマツド
ーパインダー製品(mat and binder p
roduct)は充分な引張り強度、充分な引裂き強度
および湿潤強度を有していなければならない。本発明の
不織シート状マットおよびバインダー製品は、本発明の
実施例に示すように、これらの充分な性能を有し、これ
らの性能のいくつかについてはさらにいっそう改良され
た性質を有する。
水性化学処理組成物は、好ましくはテトラエチレンペン
タミンまたはテトラエチレンペンタミンとステアリン酸
とを含有する混合物の反応生成物として形成された脂肪
族イミダゾリン誘導体である1種のカチオン性潤滑性界
面活性剤を含有し、またシネレシス(syneresf
s)を防ぐために充分なデキストリンが含有されていて
もよい。また該組成物は、約900,000の分子量を
もつポリオキシエチレンlit独重合体も含有する。
またアルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤として、尿
素ホルムアルデヒドと反応しうる高分子剤はポリアクリ
ルアミドを含有しない白水系に対してはポリアクリルア
ミドであるのが好ましく、またポリアクリルアミドを含
有する白水系に対してはポリアミドであるのが好ましい
チッ素含有オルガノシランカップリング剤は、アクリル
アミドを含まない白水系に対しては、エトキシル化ガン
マアミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
ポリアクリルアミドを含有しないまたは少ししか含有し
ない白水系に対して本発明のガラス繊維は、以下の方法
で製造された水性化学処理組成物を含有するのが好まし
い。900,000の分子量を有するポリオキシエチレ
ン単独重合体を水に添加し、ポリエチレンオキシド単独
重合体=  60 − が3重量%未満含有された溶液を調整するためにこれを
回転数180Orp量で約2馬力のモータを用いてすば
やく撹拌する。最初の水温は、約65〜約95下(約1
8.3〜約35℃)、もっとも好ましくは、約75〜最
高約80下(23,9〜26.7℃)であり、ポリオキ
シエチレン単独重合体を約5分以内で添加し、約30分
後、その温度を約115下(約48.1’C)まであげ
るが、粒子がもはや目に見えなくなるまでは沸騰水より
も低い温度までである。好ましくは、上昇された温度は
約120下(約48.9℃)である。水中にポリオキシ
エチレン単独重合体を溶解したのち、その溶液をメイン
ミックスタンク(main ilx tank)に移す
ポリアクリルアミド樹脂87Dを溶解するのに充分な量
の水をプレミックスタンク(prelxtank)に添
加し、該樹脂87Dをその水に添加し、そして約5分間
撹拌し、メインミックスタンクに移す。水をプレミック
スタンクに添加し、エトキシル化ガンマアミノプロピル
トリエトキシシランを添加し、5分間撹拌し、メインミ
ックスタンクへ移す。熱い脱イオン水をメインミックス
タンクに添加し、ついでカチオン性潤滑剤(cat−X
)を添加して溶解させ、ついでメインミックスタンクに
移した。好ましいサイジング(sizing)組成物(
総混合同:5ガロン(18,9j?))の組成を以下に
示す。
水                       5
,777gポリエチレンオキシド(分子if :900
,000)154.2g 水                        
 500gストレングスレジン(Strength R
e5ln)87D45.8g 水                       1
 、000 gエトキシル化ガンマアミノプロ ピルトリエトキシシラン     51.3g水   
                      500
gカチオン性潤滑剤(cat−X)     49.9
 g化学処理組成物の固形分は、約1.2重量%でpH
は約9で、平均粒子径は約0.5庫である。
アクリルアミドを含有する白水系には、水性化学処理組
成物が以下の非含水組成(重量%)で含有されているの
が好ましい。
ポリ(エチレンオキシ ド)単独重合体     固形分の35重量%ポリアミ
ドGP2925      〃20重量%カチオン性潤
滑剤(cat−X)  ”   15重量%ウイレドフ
ァンクショナル シラン           〃80重量%この水性化
学処理組成物は、ポリアミド樹脂をポリアクリルアミド
ストレングスレジン87Dのかわりに、またウレイドフ
ァンクショナルシランをエトキシル化ガンマアミノプロ
ピルトリエトキシシランのかわりに用いたほかは、前記
最初の水性化学処理組成物と同様にして製造される。
該水性処理組成物は好ましくは湿式切断工程でガラス繊
維を処理するために用いられ、処理されたガラス繊維は
、集められてストランドにされ、該繊維の形成および細
くする工程中で切断される。好ましくは、処理されたガ
ラス繊維はl/2インチ(12,7m+w)から1イン
チ(25,41111)強の長さに切断される。処理さ
れたガラス繊維ストランドは、該処理されたガラス繊維
ストランドの約0.01〜1.5重は%、もっとも好ま
しくは0.05〜約0.1重量%の範囲の処理組成物を
有する。
処理されたガラス繊維ストランドは分散液を形成するた
めに水に添加され、カタポール(Katapol) V
P532とナトラソール(Natrasol)IIR2
50増粘剤とを糾合せた分散剤のような分散剤が、該分
散液の重量基準で各物質に対して約o、oot〜約0.
05重量%の範囲で使用するのが好ましい。切断された
ガラス繊維は、好ましくは水性分散液の約0.1〜1.
0重量%の分散剤とともに水溶液に添加され、その後白
水で水性分散液の約0.01〜0.055lnに希釈さ
れる。
不織シート状マットを形成するために用いられる好まし
い高分子材料は、重合体の混合または尿素ホルムアルデ
ヒド樹脂上に位置されたアニオン性基の存在によってア
ニオン性官能性(anlonlc f’unelona
lity)をもたせるように変性された尿素ホルムアル
デヒド樹脂である。該マットから過剰のバインダーを真
空または吸引手段によって除去したのち、炉で乾燥およ
びキュアすることによって、本発明の不織シート状マッ
トかえられる。
以下、本発明の水性処理組成物、処理されたガラス繊維
、分散液および不織シート状マットを実施例をあげてさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに
限定されるものではない。
実施例1〜19および比較例1 水性化学処理組成物の組成を第1表に示す。
これらのものは、前記した具体的な説明においてなされ
た方法と同様の方法で作製された。
[以下余白] 第1表の種々の水性化学処理組成物は、後に切断される
ガラス繊維を処理するのに用いられ、そして手すき紙(
band 5heets)として作製されるかまたはガ
ラス繊維紙を作製するためのマツトライン(mat 1
1neLl−で試験された。
手すき紙の試験の結果を第2表および第3表に示す。手
すき紙はヒユー(11eu)らの米国特許第4,457
,785号明細書のコラム18〜20に記載された手順
にしたがって作製され、そして試験された。そのことを
ここに参考のために付しておく 。
[以下余白] 1鴇11(九2−87439 (20)τ   菅 第2表および第3表に示されるような物性を有するガラ
ス繊維のスラリーから製造した紙に加えてさらに他のガ
ラス繊維紙を製造した。第2表および第3表の実施例お
よび比較例で用いられたようなガラス繊維紙の手すき法 (hand−sheet method)と同様の方法
がアミンオキシド分散剤を有する白水系とともに用いら
れた。ガラス繊維の分散性ならびに作製されたガラス繊
維紙の引張り強度、湿潤強度保持率(vetstren
gtb retentlon)および引裂き強度を第4
表に示す。また、100°F(約37,8℃)または7
5下(約23.9℃)で2時間経たのちの保持されたサ
イズの百分率(percent 5ize retai
ned)も示す。試験されたガラス繊維紙は、実施例1
.11、14および19から作製されたものである。実
施例1のガラス繊維から作製された紙の引張り強度、湿
潤強度保持率および引裂き強度を比較例のガラス繊維か
ら作製された紙と比較した。
与えられた値は、比較例の紙製品に対してそれらのえら
れた値から換算した百分率である。
一  73 − 本発明のガラス繊維のスラリーから作製した紙の物性の
もう1つの試験を、サンディヒル機(Sandy 11
111 machine)のような連続マット製造機で
行なった。作製したガラス繊維紙製品を、ガラス紙の製
造に用いるために製造された市販されているガラス繊維
から作製したガラス繊維紙と比較した。白水系、分散性
、横方向引張り強度と同様に縦方向引張り強度(MD)
、マット重量に対する高温湿潤保持率、LOIおよび引
裂き強度を第5表に示す。
E以下余白] 第4表および第5表から良好な引張り強度、引裂き強度
および熱湿潤保持率が、本発明のガラス繊維からえられ
、さらに本発明のガラス繊維(よまた、ガラス繊維紙の
製造工程においてガラス繊維トに保持されたサイズ剤の
割合も良好な百分率を有するものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a)フィルムの形成に有効な分子量をもつ水溶性
    、分散性または乳化性のポリオキシエチレン重合体、 (b)水溶性、分散性または乳化性のアルデヒド縮合物
    と反応しうる、白水と混和しうる有効量の高分子剤、 (c)アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤およびシ
    ランカップリング剤が樹脂状物質の存在下で互いに、そ
    してアルデヒド縮合物の樹脂状材料と結合するという相
    互作用を呈しうるアルデヒド縮合物と反応しうるオルガ
    ノシランカップリング剤、 (d)カチオン潤滑剤および (e)水性化学処理組成物をガラス繊維に適用するのに
    有効な量のキャリヤ からなる化学処理組成物で処理されたガラス繊維。 2 ポリオキシエチレン重合体が約100,000〜5
    ,000,000の範囲の分子量を有し、該水性化学処
    理組成物の固形分の約30重量%よりも多い量で水性化
    学処理組成物中に存在する特許請求の範囲第1項記載の
    ガラス繊維。 3 ポリオキシエチレン重合体が約600,000〜約
    900,000の範囲の重量平均分子量を有し、該水性
    化学処理組成物の固形分の優勢量で水性化学処理組成物
    中に存在する特許請求の範囲第2項記載のガラス繊維。 4 ポリオキシエチレン重合体が固体であり、(イ)該
    固体のポリオキシエチレン単独重合体の有効量を、約6
    5°F(約18.3℃)〜約95°F(約35℃)の温
    度で迅速に攪拌しながら水中に添加して、ポリオキシエ
    チレン重合体の約3重量%の溶液をつくり、 (ロ)約5〜約30分間迅速に攪拌を続け、(ハ)攪拌
    された溶液の温度を約120°F(48.9℃)に上昇
    させることによって可溶化される特許請求の範囲第2項
    記載のガラス繊維。 5 化学処理組成物中にポリオキシエチレン重合体とと
    もにフィルムを形成するのに有効な量の付加フィルムを
    形成する重合体として存在するポリビニルアルコールを
    有してなる特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維。 6 アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤がポリアク
    リルアミド、ポリアミドおよびこれらの混合物からなる
    群よりえらばれたものである特許請求の範囲第1項記載
    のガラス繊維。 7 ポリアクリルアミドのアルデヒド縮合物と反応しう
    る高分子剤が水性化学処理組成物中に固形分の20重量
    %未満で存在し、そしてポリアミドのアルデヒド縮合物
    と反応しうる高分子剤の量が水性化学処理組成物の固形
    分の0〜50重量%の範囲の量で存在する特許請求の範
    囲第6項記載のガラス繊維。 8 ポリアクリルアミドがアルデヒド縮合物と反応しう
    る高分子剤として存在し、アルデヒド縮合物と反応しう
    るシランカップリング剤の量が、水性化学処理組成物の
    固形分の約25重量%以下である特許請求の範囲第6項
    記載のガラス繊維。 9 ポリアミドがアルデヒド縮合物と反応しうる高分子
    剤として存在し、アルデヒド縮合物と反応しうるシラン
    カップリング剤の量が、水性化学処理組成物の固形分の
    約50重量%以下である特許請求の範囲第6項記載のガ
    ラス繊維。 10 カチオン性潤滑剤が脂肪族アルキル−2−イミダ
    ゾリン、アミンオキシド類、ポリオキシアルキレンアル
    キルアミン類、1−(2−ヒドロキシアルキル)−2−
    アルキル−2−イミダゾリン、2−ヒドロキシ−アルキ
    ル−2−イミダゾリン、N,N,N′,N′テトラキス
    −置換エチレンジアミン誘導体、ロジン誘導アミン類、
    ポリオキシエチレンアクリルアミン類、ポリオキシエチ
    レンジヒドロアビエチルアミン類ならびにカルボン酸ま
    たは脂肪酸とジアミンまたはポリアミン、ジアルキレン
    アミンまたはポリアルキルアミンおよびこれらのポリア
    ルコキシル化誘導体との反応生成物からなる群よりえら
    ばれたものである特許請求の範囲第1項記載のガラス繊
    維。 11 カチオン性潤滑剤が、前記組成物中で閉環がつく
    られる条件下で脂肪酸またはカルボン酸をポリアルキレ
    ンポリアミンと反応せしめることによって形成されるn
    −アルキル−N−アミドアルキルイミダゾリンといった
    類の化合物を含有するアルキルイミダゾリン誘導体から
    えらばれたものであり、水性化学処理組成物中の固形分
    の約5〜約30重量%の範囲内の量で存在する特許請求
    の範囲第1項記載のガラス繊維。 12 アルデヒド縮合物と反応しうるオルガノシランカ
    ップリング剤が加水分解されていないまたは加水分解さ
    れたかたち、シラノールのかたち、シロキサン高分子の
    かたちおよびこれらの混合したかたちでアルコキシル化
    ガンマアミノアルキルトリアルコキシシラン、ポリアミ
    ノオルガノシラン、メルカブトファンクショナルオルガ
    ノシランおよびウレイドファンクショナルオルガノシラ
    ンからなる群よりえらばれたものである特許請求の範囲
    第1項記載のガラス繊維。 13 キャリヤが水性化学処理組成物に総固形分を与え
    るのに有効な量で存在する水であり、該組成物の粘度が
    ガラス繊維に該組成物を適用するのに有効で60℃また
    はそれ以下の温度で約0.6〜約50cPの範囲内にあ
    る特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維。 14 チョップドガラス繊維が、約1/16インチ(約
    1.59mm)〜約3インチ(約78.2mm)の長さ
    を有し、白水を含有する非または低ポリアクリルアミド
    である分散剤の約0.001〜約5重量%存在し、該ガ
    ラス繊維がポリアクリルアミドおよび/またはポリアミ
    ドアルデヒド縮合物反応化剤を含有する、 (a)フィルムの形成に有効な分子量をもつ水溶性、分
    散性または乳化性のポリオキシエチレン重合体、 (b)水溶性、分散性または乳化性のアルデヒド縮合物
    と反応しうる、白水と混和しうる有効量の高分子剤、 (c)アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤およびシ
    ランカップリング剤が樹脂状物質の存在下で互いに、そ
    してアルデヒド縮合物の樹脂状材料と結合するという相
    互作用を呈しうるものであるアルデヒド縮合物と反応し
    うるオルガノシランカップリング剤、 (d)カチオン潤滑剤および (e)水性化学処理組成物をガラス繊維に適用するのに
    有効な量のキャリヤ からなる化学処理組成物で処理されたガラス繊維のチョ
    ップドガラス繊維ストランドの水性分散液の製造方法。 15 チョップドガラス繊維ストランドが、約1/16
    インチ(約1.59mm)〜約3インチ(約76.2m
    m)の長さを有し、ポリアクリルアミドを含有した白水
    を有する水性分散液の約0.001〜約5重量%の量で
    存在し、ガラス繊維がポリアミドのアルデヒド縮合物反
    応化剤を含有し、 (a)フィルムの形成に有効な分子量をもつ水溶性、分
    散性または乳化性のポリオキシエチレン重合体、 (b)水溶性、分散性または乳化性のアルデヒド縮合物
    と反応しうる、白水と混和しうる有効量の高分子剤、 (c)アルデヒド縮合物と反応しうる高分子剤およびシ
    ランカップリング剤が樹脂状物質の存在下で互いに、そ
    してアルデヒド縮合物の樹脂状材料と結合するという相
    互作用を呈しうるものであるアルデヒド縮合物と反応し
    うるオルガノシランカップリング剤、 (d)カチオン潤滑剤および (e)水性化学処理組成物をガラス繊維に適用するのに
    有効な量のキャリヤ からなる化学処理組成物で処理されたガラス繊維のチョ
    ップドガラス繊維ストランドの水性分散液の製造方法。 16 水性分散液から水を除去し、尿素ホルムアルデヒ
    ド、フェノールホルムアルデヒドおよびメラミンホルム
    アルデヒドなどのアルデヒド縮合物、エピクロルヒドリ
    ン、アミノ樹脂、およびこれらのアニオンまたはカチオ
    ン変性誘導体からなる群よりえらばれた高分子バインダ
    ーを適用し、そしてえられたマットをキュアする特許請
    求の範囲第14項記載の製造方法。 17 水性化学処理組成物のLOIが処理されたガラス
    繊維ストランドの約0.001〜約1.5重量%である
    特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維。 18 (a)水性化学処理組成物の固形分の優勢量存在
    し、フィルムの形成に有効な約600,000〜約4,
    000,000の範囲の分子量を有する水溶性、分散性
    または乳化性ポリオキシエチレン重合体、 (b)水性化学処理組成物の固形分の約4〜約8重量%
    の量で存在するポリアクリルアミド、水性化学処理組成
    物の固形分の約1〜約50重量%の量で存在するポリア
    ミドおよびこれらの混合物からなる群からえらばれた水
    溶性、分散性または乳化性尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうる高分子剤、 (c)水性化学処理組成物の固形分の約5〜約30重量
    %の量で存在するイミダゾリン含有カチオン性潤滑剤、 (d)尿素ホルムアルデヒド反応化剤がポリアクリルア
    ミドまたはポリアクリルアミドとポリアミドの混合物で
    あるときは水性化学処理組成物の固形分の30重量%ま
    での量で存在し、また尿素ホルムアルデヒド反応化剤が
    ポリアミドであるときは水性化学処理組成物の固形分の
    約50重量%以下の量で存在する、アルコキシル化され
    たガンマアミノアルキルトリアルコキシシラン、ポリア
    ミノオルガノシラン、ウレイドファンクショナルオルガ
    ノシラン、メルカプトオルガノファンクショナルシラン
    からなる群よりえらばれた尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうるオルガノシランカップリング剤および (e)約1〜約25重量%の範囲の水性化学処理組成物
    に総固形分を与えるような量の水 からなる水性化学処理組成物で処理されたガラス繊維。 19 ポリオキシエチレン重合体が固体であり、(イ)
    ポリオキシエチレン重合体の約3重量%溶液をつくるた
    めに水中にそのポリオキシエチレン単独重合体の有効量
    を約75〜80°F(23.9〜27℃)の温度で、迅
    速に攪拌しながら添加し、 (ロ)約30分間迅速に攪拌をし続け、 (ハ)溶液の温度を約120°F(48.9℃)に上昇
    させることによって該ポリオキシエチレンを可溶化させ
    る特許請求の範囲第18項記載のガラス繊維。 20 カチオン性潤滑剤が、水性化学処理組成物の固形
    分の約10〜約20重量%の範囲の量で存在する特許請
    求の範囲第18項記載のガラス繊維。 21 ガラス繊維の長さが約1/16インチ(約1.5
    9mm)〜3インチ(約76.2mm)であり、ガラス
    繊維が水性分散液中に該分散液の約 0.001〜約5重量%存在し、該分散液が白水系を含
    有するポリアクリルアミドを有し、該ガラス繊維がポリ
    アミド系尿素ホルムアルデヒド反応化剤を有し、 (a)水性化学処理組成物の固形分の優勢量存在し、フ
    ィルムの形成に有効な約600,000〜約4,000
    ,000の範囲の分子量を有する水溶性、分散性または
    乳化性ポリオキシエチレン重合体、 (b)水性化学処理組成物の固形分の約4〜約8重量%
    の量で存在するポリアクリルアミド、水性化学処理組成
    物の固形分の約1〜約50重量%の量で存在するポリア
    ミドおよびこれらの混合物からなる群からえらばれた水
    溶性、分散性または乳化性尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうる高分子剤、 (c)水性化学処理組成物の固形分の約5〜約30重量
    %の量で存在するイミダゾリン含有カチオン性潤滑剤、 (d)尿素ホルムアルデヒド反応化剤がポリアクリルア
    ミドまたはポリアクリルアミドとポリアミドの混合物で
    あるときは水性化学処理組成物の固形分の30重量%ま
    での量で存在し、また尿素ホルムアルデヒド反応化剤が
    ポリアミドであるときは水性化学処理組成物の固形分の
    約50重量%以下の量で存在する、アルコキシル化され
    たガンマアミノアルキルトリアルコキシシラン、ポリア
    ミノオルガノシラン、ウレイドファンクショナルオルガ
    ノシラン、メルカプトオルガノファンクショナルシラン
    からなる群よりえらばれた尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうるオルガノシランカップリング剤および (e)約1〜約25重量%の範囲の水性化学処理組成物
    に総固形分を与えるような量の水からなる水性化学処理
    組成物で処理されたガラス繊維の水性分散液の製造方法
    。 22 ガラス繊維が約1/16インチ(約1.59mm
    )〜約3インチ(約76.2mm)に切断されたもので
    あり、該ガラス繊維が水性分散液中に該分散液の約0.
    001〜約5重量%存在し、該分散液がポリアクリルア
    ミドを含有しないかまたはポリアクリルアミドを低い濃
    度で含有した白水系であり、ガラス繊維上の尿素ホルム
    アルデヒド反応化剤がポリアクリルアミド、ポリアクリ
    ルアミドとポリアミドの混合物またはポリアミドであり
    、 (a)水性化学処理組成物の固形分の優勢量存在し、フ
    ィルムの形成に有効な約800,000〜約4,000
    ,000の範囲の分子量を有する水溶性、分散性または
    乳化性ポリオキシエチレン重合体、 (b)水性化学処理組成物の固形分の約4〜約8重量%
    の量で存在するポリアクリルアミド、水性化学処理組成
    物の固形分の約1〜約50重量%の量で存在するポリア
    ミドおよびこれらの混合物からなる群からえらばれた水
    溶性、分散性または乳化性尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうる高分子剤、 (c)水性化学処理組成物の固形分の約5〜約30重量
    %の量で存在するイミダゾリン含有カチオン性潤滑剤、 (d)尿素ホルムアルデヒド反応化剤がポリアクリルア
    ミドまたはポリアクリルアミドとポリアミドの混合物で
    あるときは水性化学処理組成物の固形分の30重量%ま
    での量で存在し、また尿素ホルムアルデヒド反応化剤が
    ポリアミドであるときは水性化学処理組成物の固形分の
    約50重量%以下の量で存在する、アルコキシル化され
    たガンマアミノアルキルトリアルコキシシラン、ポリア
    ミノオルガノシラン、ウレイドファンクショナルオルガ
    ノシラン、メルカプトオルガノファンクショナルシラン
    からなる群よりえらばれた尿素ホルムアルデヒドと反応
    しうるオルガノシランカップリング剤および (e)約1〜約25重量%の範囲の水性化学処理組成物
    に総固形分を与えるような量の水からなる水性化学処理
    組成物で処理されたガラス繊維の水性分散液の製造方法
    。 23 水性化学処理組成物のLOIが処理されたガラス
    繊維ストランドの約0.001〜約1.5重量%の量で
    存在する特許請求の範囲第18項記載のガラス繊維。
JP61225756A 1985-09-30 1986-09-24 ガラス繊維およびその水性分散液の製造方法 Granted JPS6287439A (ja)

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